燃料电池换热器集成装置的制作方法

本申请涉及燃料电池领域，具体涉及一种燃料电池换热器集成装置。

背景技术：

1、燃料电池的运行需要在最适合的温度条件，目前阴极侧空压机出口的气体由于温度很高，需要经过中冷进行降温，然后通入燃料电池堆中，同时阳极侧的氢气也需要经过换热器升温之后再进入电堆。

2、换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。

3、目前常用的手段是将换热器与燃料电池堆通过多根管道连接，而这种方式会导致热量散失。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种燃料电池换热器集成装置，该装置可以将换热器与燃料电池堆端板集成为一体，保证氢气进入燃料电池的温度并减少热量损失。

2、本申请公开了一种燃料电池换热器集成装置，包括：燃料电池堆本体(1)、第一端板(2)、第二端板(3)以及换热器集成模块(4)；

3、所述第一端板(2)和所述第二端板(3)被配置为压靠在所述燃料电池堆本体(1)上使所述燃料电池堆本体(1)固定；所述第一端板(2)上开设电堆氢气进口(201)、电堆冷却液出口(202)、电堆氢气出口(203)以及电堆冷却液进口(204)；

4、所述换热器集成模块(4)固定在所述第一端板(2)上，所述换热器集成模块(4)设有换热器氢气进口接头(401)、换热器氢气出口(402)、换热器液体进口接头(403)以及换热器液体出口接头(404)；

5、所述换热器氢气出口(402)与所述电堆氢气进口(201)连通，氢气自所述换热器氢气进口接头(401)通入，流入所述电堆氢气进口(201)进入所述燃料电池堆本体(1)后从所述电堆氢气出口(203)排出；

6、所述换热器液体进口接头(403)和所述电堆冷却液进口(204)连通，所述换热器液体出口接头(404)和所述电堆冷却液出口(202)连通，冷却液自所述换热器液体进口接头(403)流入并从所述换热器液体出口接头(404)排出。

7、在一个优选例中，所述换热器集成模块(4)内部设有换热板，所述换热板被配置为使氢气与冷却液隔开，各自形成氢气通道和冷却液通道，以及使氢气与冷却液交换热量。

8、在一个优选例中，冷却液的流路包括第一流路和第二流路；

9、所述第一流路被配置为冷却液自所述换热器液体进口接头(403)流入所述冷却液通道，从所述换热器液体出口接头(404)排出；

10、所述第二流路被配置为冷却液自所述换热器液体进口接头(403)流入所述电堆冷却液进口(204)，进入所述燃料电池堆本体(1)后从所述电堆冷却液出口(202)排出，并从所述换热器液体出口接头(404)排出。

11、在一个优选例中，还包括丝杆(5)以及紧固件(6)；

12、所述第一端板(2)和第二端板(3)上设有多个固定孔，所述丝杆(5)的一端通过所述紧固件(6)在所述第一端板(2)上固定，所述丝杆(5)的另一端通过所述紧固件(6)在所述第二端板(3)上固定。

13、在一个优选例中，所述丝杆的数量为4根至20根。

14、在一个优选例中，所述第二端板(3)上开设空气进口(301)和空气出口(302)。

15、在一个优选例中，还包括固定支架，所述固定支架被配置为使所述换热器集成模块(4)与所述第一端板(2)固定连接。

16、在一个优选例中，在垂直方向上，所述电堆氢气进口(201)和所述电堆冷却液出口(202)位于所述第一端板(2)的左侧并从上至下依次排列，所述电堆冷却液进口(204)和所述电堆氢气出口(203)位于所述第一端板(2)的右侧并从上至下依次排列。

17、在一个优选例中，所述换热器集成模块(4)包括换热器，所述换热器的结构为板式换热器或管式换热器。

18、本申请实施方式中，通过将换热器的氢气出气口与燃料电池堆的氢气进气口集成，且将换热器液体进出口与燃料电池堆冷却液进出口集成，可以防止热量散失，使换热器与燃料电池堆高度集成为一个整体；

19、进一步地，第二端板上只开设空气进口和空气出口，有利于系统布局。

20、本申请的说明书中记载了大量的技术特征，分布在各个技术方案中，如果要罗列出本申请所有可能的技术特征的组合(即技术方案)的话，会使得说明书过于冗长。为了避免这个问题，本申请上述
技术实现要素：
中公开的各个技术特征、在下文各个实施方式和例子中公开的各技术特征、以及附图中公开的各个技术特征，都可以自由地互相组合，从而构成各种新的技术方案(这些技术方案均因视为在本说明书中已经记载)，除非这种技术特征的组合在技术上是不可行的。例如，在一个例子中公开了特征a+b+c，在另一个例子中公开了特征a+b+d+e，而特征c和d是起到相同作用的等同技术手段，技术上只要择一使用即可，不可能同时采用，特征e技术上可以与特征c相组合，则，a+b+c+d的方案因技术不可行而应当不被视为已经记载，而a+b+c+e的方案应当视为已经被记载。

技术特征：

1.一种燃料电池换热器集成装置，其特征在于，包括：燃料电池堆本体(1)、第一端板(2)、第二端板(3)以及换热器集成模块(4)；

2.如权利要求1所述的燃料电池换热器集成装置，其特征在于，所述换热器集成模块(4)内部设有换热板，所述换热板被配置为使氢气与冷却液隔开，各自形成氢气通道和冷却液通道，以及使氢气与冷却液交换热量。

3.如权利要求2所述的燃料电池换热器集成装置，其特征在于，冷却液的流路包括第一流路和第二流路；

4.如权利要求1所述的燃料电池换热器集成装置，其特征在于，还包括丝杆(5)以及紧固件(6)；

5.如权利要求4所述的燃料电池换热器集成装置，其特征在于，所述丝杆的数量为4根至20根。

6.如权利要求1所述的燃料电池换热器集成装置，其特征在于，所述第二端板(3)上开设空气进口(301)和空气出口(302)。

7.如权利要求1所述的燃料电池换热器集成装置，其特征在于，还包括固定支架，所述固定支架被配置为使所述换热器集成模块(4)与所述第一端板(2)固定连接。

8.如权利要求1所述的燃料电池换热器集成装置，其特征在于，在垂直方向上，所述电堆氢气进口(201)和所述电堆冷却液出口(202)位于所述第一端板(2)的左侧并从上至下依次排列，所述电堆冷却液进口(204)和所述电堆氢气出口(203)位于所述第一端板(2)的右侧并从上至下依次排列。

9.如权利要求1所述的燃料电池换热器集成装置，其特征在于，所述换热器集成模块(4)包括换热器，所述换热器的结构为板式换热器或管式换热器。

技术总结
本申请涉及燃料电池领域，公开了一种燃料电池换热器集成装置，可以将换热器与燃料电池的端板集成。该装置包括：燃料电池堆本体、第一端板、第二端板以及换热器集成模块。第一端板和第二端板压靠在燃料电池堆本体上使其固定；换热器集成模块固定在第一端板上，第一端板上开设电堆氢气进口、电堆冷却液出口、电堆氢气出口以及电堆冷却液进口。换热器集成模块上设有换热器氢气进口接头、换热器氢气出口、换热器液体进口接头以及换热器液体出口接头。换热器氢气出口与电堆氢气进口连通；换热器液体进口接头和电堆冷却液进口连通，换热器液体出口接头和电堆冷却液出口连通。

技术研发人员：阮清发,宋璟瑶,周震
受保护的技术使用者：上海清能合睿兹新能源科技有限公司
技术研发日：20221130
技术公布日：2024/1/12